O que a espectroscopia de infravermelho mede?

O que a espectroscopia de infravermelho mede?
Anonim

Eu gosto de pensar nisso medindo a sombra de uma molécula.

Certas ligações em uma molécula vibram em certas taxas / conformações quando irradiadas pela radiação infravermelha. É principalmente utilizado em conjunto com ressonância magnética nuclear ou espectrometria de massa para identificar compostos desconhecidos em química analítica orgânica ou inorgânica.

Espectroscopia de infravermelho (IR) mede a mudança no momento de dipolo das moléculas devido a irradiação com luz nas freqüências que provocam transições entre os níveis de energia vibracional.

o picos que aparecem em um espectro de IV estão na faixa # 400 - "4000 cm" ^ (- 1) # ou assim, e são dadas pela transição de um nível de energia vibracional para outro.

Quando pousamos em um frequência de ressonância À medida que varremos a faixa de frequências, isso corresponde à frequência de um modo vibracional da molécula. Alguns exemplos são mostrados abaixo do metano:

Normalmente medimos as absorções. Para simplificar, um oscilador anarmônico linear não rotativo tem níveis de energia dados a segunda ordem por:

#tildeE_ (upsilon) = tildeomega_e (upsilon + 1/2) - tildeomega_echi_e (upsilon + 1/2) ^ 2 #

Onde:

  • # tildeomega_e # é a freqüência vibracional fundamental da molécula em sua posição de equilíbrio (sem deslocamento).
  • # tildeomega_echi_e # é a constante de anarmonicidade da molécula em sua posição de equilíbrio (sem deslocamento).

Essa transições de absorção são dadas por:

#color (azul) (tildenu_ (upsilon-> upsilon + 1)) = tildeomega_e (upsilon + 1 + 1/2) - tildeomega_echi_e (upsilon + 1 + 1/2) ^ 2 - tildeomega_e (upsilon + 1 / 2) - tildeomega_echi_e (upsilon + 1/2) ^ 2 #

# = tildeomega_e (upsilon + 3/2 - upsilon - 1/2) + tildeomega_echi_e (upsilon + 1/2) ^ 2 - tildeomega_echi_e (upsilon + 3/2) ^ 2 #

# = tildeomega_e + tildeomega_echi_e (upsilon + 1/2) ^ 2 - (upsilon + 3/2) ^ 2 #

# = tildeomega_e + tildeomega_echi_e upsilon ^ 2 + upsilon + 1/4 - upsilon ^ 2 - 3upsilon - 9/4 #

# = cor (azul) (tildeomega_e -2tildeomega_echi_e (upsilon + 1) #